修复的艺术

拆开到寿的飞机，把出现损耗的部件统统拆下扔掉，换上崭新的部件，这似乎是个好主意，但现代再制造理论却认为，从综合效益上看，这么做未必最好。上世纪80年代再制造工程在美国兴起，如今已经成为美国经济的支柱产业之一，在日本和德国等发达国家也受到越来越多的重视，以此形成了许多新的经济增长点。通过航空再制造技术，发达国家最大限度地使报废的装备零部件得以再生利用，最大程度挖掘了装备的使用效能。在我国，再制造工程已经展示了广阔的应用和发展前景，权威人士预言，再制造工程将成为我国未来的重要产业之一。

再制造理论

按照美国再制造理论研究先驱伦德·罗伯特(LundRobert t.)的定义，再制造是一个完整的生产过程，经过拆卸分解、清洗检查、整修加工、重新装配、调整测试等步骤，将损耗的耐用产品恢复到满足使用要求的状态。我国再制造工程权威、中国工程院徐滨士院士说，再制造工程是一个以产品全寿命周期设计和管理为指导，以优质、高效、节能、节材、环保为目标，以先进技术和产业化生产为手段，来修理或改造废旧产品的一系列技术措施或工程活动的总称。我国失效分析权威、中国工程院钟群鹏院士则认为，通过再制造，能使“废品再用、旧品新用、低寿长用、低性能往高性能用、低可靠性往高可靠性用”。如果抛开再制造工程这一术语的玄机，那么这个名词其中包含的意义其实也非常简单，那就是凭借专业技术手段，让工程维修从肤浅走向深入，而这个实践过程，本身就是工程维修先进与否的标志。

多年来，中国人民解放军第五七一九工厂一直是再制造工程的探索者和实践者。该厂常年负责大量到寿发动机的维修，他们发现，对服役期满寿命终结的或服役未满使用报废的零部件，经过失效分析、技术研究、试验验证等技术手段，采用先进的组合技术，以较低的成本使其性能、可靠性达到甚至优于原有设计制造水平，使用寿命满足一个或以上翻修间隔期的要求，是完全可能而且能够实现的。这也正是航空再制造的重要特征——经过再制造流程的产品质量能够达到或超过新品，而成本远低于新品采购价格。航空再制造绝不是简单的修理，而是可以取得巨大军事、经济和社会效益的科学内涵十分丰富的系统工程。

作为一项精深的工程技术，航空再制造工程包含的内容十分广泛，涉及航空动力工程、材料科学与工程、机械工程、维修工程、工程力学、计算机科学与工程、控制科学与工程、技术经济、环境科学与工程等多种学科的知识和研究成果，是通过多学科综合、交叉、复合并系统化后而形成的一种新兴学科。

毫不夸张地说，航空再制造是航空工程技术的重要组成部分，它从侧面反映了一个国家航空科技的水平，特别是反映了该国航空器维护技术水平和使用能力的水准。要想进行航空再制造，首先要搞清楚航空器各个部分在实际使用过程中的服役环境和失效机理，也就是弄明白这些零部件为什么会损耗和损坏；此外还要对零件的再制造性进行评价，分析哪些零件具有再制造潜力，并对产品寿命进行预测与剩余寿命评估，必要时还要对再制造过程进行模拟与仿真研究。这部分工作称作再制造工程设计基础，是实施再制造的前提之一。解决了这个问题，接下来就要通过充分汲取最新科技成果的再制造工程技术来完成再制造，这其中涉及多种高技术工艺，其中表面工程技术、焊接技术、热处理技术和涂层加工技术是再制造技术中的关键核心技术。

需要说明的是，在整个再制造流程中，计算机辅助工程发挥着重要的作用。工程技术人员需要通过计算机辅助工程在再制造之前充分了解零部件的各种属性，对拟采用的工艺技术及其影响进行分析优化，并对再制造后的零部件的服役性能进行预测。计算机辅助工程可以帮助工程技术人员了解使用损耗对零件结构完整性和剩余寿命的影响；材料的去除与添加对零部件性能的影响，并能进行再制造工艺仿真，对再制造零部件的性能进行预测。有了计算机辅助工程，复杂的再制造作业就能成为一场有准备、有目标和结果可以预见的“胜仗”。

航空再制造在国外

航空装备由于零部件的制造技术含量很高、工序复杂，其附加值也很高，对其实施再制造尤为必要。欧美等发达国家非常重视对航空装备再制造技术的研究和应用，建立了许多专门的再制造中心和专业厂家，形成了许多新的经济增长点。据介绍，航空发动机零部件的再制造，占发动机整台大修费用的50％以上。美、英等国开展系统性航空维修工作历史较长，这为再制造技术的发展奠定了坚实的基础，今天他们都拥有专门从事军用和民用发动机零部件再制造的中心。加拿大利宝地公司，是主要从事地面燃气轮机和航空发动机零部件再制造的专业厂，其用户遍及加国内外，每年创造极为可观的经济效益。新加坡也有专门从事民用航空发动机叶片再制造的专业厂，主要为国外的用户提供再制造服务。

美军是目前世界上最大的航空再制造受益者，典型实例是B一52H轰炸机。该机设计于1948年，1961～1962年生产，干1980、1996年两次进行再制造，全面提升了飞机的使用寿命和性能。1997年其平均自然寿命还有13000飞行小时，预计美军有66架该型飞机至少可用到2014年，较一般飞机的20－30年服役期增加1倍以上。

中国需要航空再制造

在国内，无论是军用航空发动机，还是民用航空发动机，由于受国外技术限制，其零部件再制造水平还处于相当低的水平，大量报废的军用零部件迫切需要再制造技术得以再生，以降低备件购置费用。而民用零部件目前均送国外再制造，成本高、周期长，严重影响航空公司运营成本的降低和运营效率的提高，因此，我国迫切需要再制造技术国产化。

我军当前装备的战斗机正在由第二代向第三代过渡，并开始向第四代迈进。新配装的发动机也实现了升级换代，发动机设计制造时采用了大量先进的材料技术、制造工艺技术、燃烧技术、设计计算方法、控制与仿真技术以及零部件先进结构。这些变化不但对装备维修保障提出了新的挑战，而且随着科学技术的飞速发展和对航空装备维修规律认识的不断深化，传统维修模式已不能满足装备发展的需要，必须实现从经验维修向科学维修、从恢复性和预防性维修向可靠性增长维修的转变，使装备维修真正成为我军战斗力的重要组成部分。

在发动机使用维护中，关键、重要零部件报废量大，采购备件受制于人且价格昂贵，严重影响装备自主保障，装备完好率以及发动机延寿，制约部队战斗力再生，是我军航空装备保障亟待解决的瓶颈问题。为使大量报废关键、重要零部件得以再生使用，延长其使用寿命，提升其可靠性，针对新型发动机的特点，必须在装备维修中引入国际领先的科学维修模式再制造。这将是崭新的航空维修理念的升

华，能使我军的航空维修迅速赶上世界先进水平，也是航空装备全过程、全寿命管理中的绿色维修和绿色制造活动，具有重大的军事、经济效益，代表当今国际航空维修领域的最新发展方向。

再制造——装备效能的增倍器

某些进口装备的零部件，尤其是关键重要易损件，其制造技术工艺复杂，在制造的国产化上有很大困难，目前必须依靠进口。而进口备件由于供货渠道单一，不但价格昂贵，而且供货不及时，有时新品也会存在质量问题。要修理进口装备，首先在备件上就受制于人，维修费用也居高不下，给装备维修带来了很大困难，严重影响部队战斗力的保障。如果能够采用先进的技术和手段对进口装备零部件，尤其是关键重要易损件进行再制造，将大大缓解受制于人的局面，为部队作战训练提供有力保障。如某进口发动机的燃烧室，新品价格在20万美元左右，涡轮导向器叶片，新品单片价格超过5000美元，报废品用普通的修理技术和手段不能修复，从国外购买新品往往不能按时供货。如果能对其进行再制造，军事效益和经济效益都将极为可观(再制造成本仅相当于新品购置费用的三分之一左右)。

对于国产装备，尤其是航空发动机的关键重要零部件，再制造技术也大有用武之地。航空装备特别是关键零部件的共同特点是工艺复杂、价格高昂，由于其制造加工难度很大，制造厂供货的及时与否往往成为装备修理厂在修理成本和修理周期上的一个重要影响因素，如果对这类零部件开展再制造工程，将会显著降低修理成本，缩短修理周期。如某型发动机的涡轮导向器叶片，使用中常因出现裂纹而大量报废，如果能够使用再制造技术对其进行性能恢复和延寿，将产生可观的经济效益和军事效益。

航空装备的设计是复杂的系统工程。我国航空装备在设计制造时受客观条件所限以及当时技术工艺水平的影响，部分零部件可能会存在一些问题，使装备的可靠性和使用寿命受到限制。如有些发动机的压气机叶片，往往会在使用中产生腐蚀点，给飞行安全造成隐患，但通过再制造技术，对其施加特殊的防腐涂层进行性能升级后，腐蚀现象大大减少。有些发动机的加力筒体，在高温条件下易造成鼓包和烧蚀，对其喷涂特殊的热障涂层后，基本消除了鼓包和烧蚀的现象。对于这类零部件的性能缺陷，再制造技术是极好的弥补措施，能显著提高装备的可靠性和使用寿命，有利于保证部队飞行安全和保持部队的持续作战能力。

航空装备，尤其是航空发动机，其关键重要零部件(如发动机的盘、轴，叶片)的技术寿命往往是制约整机寿命的薄弱环节，一旦这些零部件到寿，整机就只能报废。而报废装备一方面污染环境，另一方面又造成大量浪费，不利于保持部队战斗力，如果对这些关键重要零部件进行再生处理，则可以延长整个装备的使用寿命。早期的某型国产发动机涡轮盘，设计寿命仅为800小时，严重制约了该型发动机使用至800小时以后的翻修问题。目前空军航空修理厂正对其再生热处理技术进行研究，希望通过再制造延长其寿命。

随着装备的发展，有些老旧装备业已停产，但部队中却仍有一定数量在役，这些装备的修理备件供应渠道往往存在问题，过去修理厂只能采用拆东墙补西墙的拼修办法，使部分在役装备无法正常使用，这不是高水平的科学修理。今天，再制造技术可以很好的解决这一问题，通过再制造让停产装备的报废零部件得到再生，让这些装备真正做到“停产不停用”。

有些装备使用到规定寿命后，确实不能继续使用。可对这类装备集中回收，将零部件拆卸后分类检测，进行失效分析、寿命评估和技术经济分析，对其中可以实施再制造的零部件采用先进的技术和手段加以再生，作为其他装备修理的周转备件。

五七一九的探索

再制造在航空维修领域的作用如此突出，其技术的复杂性也可想而知。早在1996年，中国人民解放军第五七一九工厂就开始跟踪国内外先进的再制造技术，并考虑加以学习和借鉴。经过多次考察调研，发现俄罗斯、乌克兰等前苏联国家没有开发和应用这方面的技术，只有欧美少数几个发达国家掌握航空发动机再制造技术，但受专利保护且不得转让；仅有加拿大利宝地公司同意转让个别技术，但其核心技术也概不转让。五七一九人认识到，开展再制造技术研究必须两条腿走路，一方面进行自主创新，另一方面引进个别技术，进行消化、吸收再创新，开发出适用于军用航空发动机部分零部件的再制造技术。

但攻克受欧美等国技术封锁的再制造技术谈何容易!按照航空发动机修理技术标准规定：经故障检查凡使用寿命期满和超出修理标准的零部件，必须作报废处理，不能装机使用。为使大量报废零部件再生使用，必须突破报废零部件不能再利用的禁区。此外，由于受国外技术限制，加上缺乏发动机设计、核心技术等资料，再制造技术研发难度大大增加。当时国内尚未建立航空发动机零部件再制造技术体系，无法系统、科学地解决发动机再制造难题。

难关一个接一个：首先，需要统计几千台发动机零部件故障，在失效分析的基础上进行系统总结和归纳，这是一项浩繁的工作；针对不同材料、不同结构、不同失效模式的零部件，需要研发不同的再制造技术，各种技术错综复杂，再制造技术领域涉及多种学科知识，当时五七一九工厂的技术人员并无足够的知识储备；为了降低突破零部件修理禁区的风险，确保再制造产品安全使用，还要进行无数次的计算、分析、试验、论证、验证和评审，以及制订再制造极限和质量标准等等。

一次次尝试，一次次失败，对于一项全新的技术，失败绝对算不得可怕。越是失败，五七一九人就越发认识到，这项外人看来是修修补补的“普通技术”，实质上是一项科学内涵十分丰富的系统工程，反而愈挫愈勇，屡败屡战。坚持到最后的人才有可能盼来胜利的曙光。经过十余年的努力，五七一九工厂终于在再制造技术上取得了重大突破，针对最为突出和最难解决的发动机热端部件、冷端部件和燃油系统的典型故障，突破了粉末冶金等多项再制造关键技术，建立了再制造技术体系，申请了多项专利，并批量应用到我军先进战机发动机的高压涡轮叶片、高低压导向叶片、压气机转子叶片、压气机整流叶片、超(亚)声速调节片及密封片、燃烧室、加力泵蜗壳、主副燃油总管等关键重要零部件的再制造上，摆脱了受制于人的局面，实现了我军战机发动机使用效能的最大挖掘，提高了发动机使用维护的经济性。仅2005年以来，通过再制造为国家节约备件采购军费超过两亿元。

对五七一九工厂的成功，我国再制造权威徐滨士院士等专家给予了高度评价，认为“突破了关键重要零件的修理禁区，使大批报废零部件再生使用，对保障航空兵部队‘两成两力’建设发挥了不可替代的作用，具有重大军事意义”；“技术难度大，创新性强，系统性和成熟性好，成果处于国际先进水平”，“部分工艺技术可为第四代战机发动机研制和修理提供技术支撑，可推广到民用航空发动机和燃气轮机零部件的再制造，具有重要推广应用价值”。(注：两成两力是指“使现有装备特别是新装备成建制成系统形成作战能力和保障能力”)

航空再制造不但军事、经济效益巨大，而且在社会效益方面为节约资源、节能减排开辟了新途径，为建立资源节约型、环境友好型社会作出了贡献，实现了循环经济，推动了装备可持续发展。这是崭新的航空维修理念的升华，使航空装备实现了从经验维修向科学维修，从恢复性和预防性维修向可靠性增长维修的转变，真正实现装备全过程、全寿命管理中的绿色维修，使航空维修迅速赶上世界先进水平，成为我军战斗力的重要组成部分。五七一九厂的航空再制造产品在2008年全军装备资源节约新技术参展会上，受到了总装领导的充分肯定和高度赞扬。中国航空再制造技术已经有了一个良好的开端，今后它的发展需要更多专业人士的参与和探索，希望更多积极探索航空再制造技术的“五七一九”出现，全面推进中国航空再制造，赋予航空再制造更多的“中国元素”。

责任编辑：兆然

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